1 metode biotek tnmn
Topik VI.
METODE BIOTEKNOLOGI
TANAMAN
(2)
16 maret : metode biotek tnmn
23 maret : transgenesis
30 maret : bu evy
6 april : mid
13 april : aplikasi biotek tnmn & health concerns
(3)
Apa tujuan dari bioteknologi
tanaman?
(4)
I.
Pendahuluan
II.
Metode konvensional
(5)
I. Pendahuluan
Beragam spesies dan varietas tanaman saat ini menunjukkan manusia telah
melakukan pemuliaan tanaman sejak ribuan tahun yang lalu
Adanya seleksi dan pembentukan jenis / varietas baru dilakukan dg menyesuaikan selera manusia
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
Dengan pertambahan jumlah populasi manusia menyebabkan peningkatan
kebutuhan pangan
Pada tahun 1970-an, revolusi dalam bidang pemuliaan tanaman menghasilkan banyak varietas unggul yang berproduksi tinggi
Tetapi perlu input yang besar (misal pupuk dan pestisida) dan waktu yang lama dalam pengembangan varietas baru
(11)
Green biotechnology
Saat ini berkembang metode pemuliaan tanaman yang memanfaatkan bioteknologi
Bioteknologi tanaman modern menggunakan metode kultur jaringan untuk perbanyakan
mikro dalam skala besar, pembentukan tanaman homosigot, dan tanaman baru
Selain itu juga digunakan metode rekayasa
genetika untuk menghasilkan tanaman dengan gen dari dua individu yang berkerabat jauh
(12)
II. Metode Konvensional
Bioteknologi tanaman secara umum
bertujuan untuk menghasilkan varietas
berproduksi tinggi, mempunyai kandungan nutrisi lengkap/tinggi, tahan terhadap hama dan penyakit, dan tidak tergantung banyak pada pemberian pupuk serta bahan kimia lain
Metode konvensional yang dilakukan adalah persilangan dan seleksi
(13)
Persilangan dan seleksi dilakukan dengan metode tertentu tergantung spesies dan sifat yang dingiinkan
(14)
(15)
(16)
(17)
Mass
(18)
(19)
III. Metode Non-Konvensional
A. Kultur jaringan
(20)
A. Kultur Jaringan
(in vitro plant breeding)
Mikropropagasi = perbanyakan vegetatif dengan potongan kecil jaringan
Lebih cepat dan efektif untuk menghasilkan tanaman dalam jumlah banyak dan seragam
= klon (clone)
Dapat dibedakan berdasar eksplannya (bahan/bagian tanaman yang dikultur) dan hasil yang diperoleh
◦ 1. kultur meristem
◦ 2. kultur tanaman haploid
(21)
(22)
1. Kultur meristem
Bahan yang ditanam (eksplan) adalah jaringan meristem
Jar.meristem adalah jaringan yang masih aktif membelah
Titik meristematis berada di dalam tunas
Dari satu eksplan bisa diperoleh banyak tanaman baru
Bisa menghasilkan tanaman bebas virus dari tanaman induk yang terinfeksi
Contoh : perbanyakan stroberi secara konvensional hanya bisa menghasilkan 10 tanaman baru dari satu
tanaman induk. Dengan kultur meristem bisa diperoleh 500 000 tanaman dari satu tanaman induk.
(23)
(24)
(25)
2. Kultur Haploid
Eksplan yang ditanam : anther, ovarium, polen
= bagian tanaman dengan kromosom haploid
Menghasilkan tanaman haploid
Yang kemudian dapat digandakan (menggunakan colchicine) menjadi doubled-haploid
Tanaman doubled-haploid = homosigot
Jika asal eksplan dari tanaman tetraploid, maka hasil dari anther atau polennya adalah tanaman
(26)
(27)
3. Induksi Kalus
Kalus : jaringan seperti tumor – pembelahan yang tidak terorganisir
Biasanya muncul karena luka
(28)
(29)
Induksi kalus
Jika eksplan terdiri dari sel-sel yang
terdiferensiasi maka harus dide-diferensiasi
Diperlukan faktor-faktor pendukung yang tepat : nutrisi media, genotipe, lingkungan
ZPT yang digunakan : auksin, sitokinin. Konsentrasi tergantung spesies tanaman
(30)
Arabidopsis Tobacco
3.0 mg/L 2,4-D
(31)
Medium Effects on Tobacco Callus Morphology
0.1 mg/L kinetin 3.0 mg/L 2,4-D
2.0 mg/L IAA 3.0 mg/L 2-iP
(32)
4. Fusi Protoplast
Protoplast adalah sel-sel dengan dinding sel yang telah dihilangkan
Biasanya menggunakan enzim untuk
memecah dinding sel (misal : pectinase, cellulase)
Protoplast mudah untuk bergabung dengan sel protoplast yang lain (cell fusion) dengan bantuan bahan kimia tertentu atau tegangan listrik
(33)
Sel-sel yang telah bergabung ditumbuhkan menjadi tanaman hibrid somatik
Somatic hybridization dapat menghasilkan tanaman dari spesies yang berbeda
Misal : tomat-kentang, sulit untuk memenuhi kebutuhan dua tempat
penyimpanan nutrisi, buah (tomat) dan akar (kentang)
(34)
(35)
(36)
B. Rekayasa Genetika
(Genetic Engineering)
Tujuannya sama dengan metode konvensional
Untuk menghasilkan tanaman dengan sifat-sifat yang dinginkan manusia
Menggunakan teknologi yang dapat
menggabungkan gen-gen dari spesies atau genus yang berbeda
(37)
The ‘natural’ genetic engineer
Bakteri Agrobacterium tumafaciensdianggap sebagai organisme yang mampu
‘mengubah’ sifat genetis tanaman secara
alami
Bakteri tsbt hidup di tanah dan menyebabkan pertumbuhan kalus
Agrobacterium tertarik pada senyawa yang dihasilkan saat tanaman terluka
(38)
Agrobacterium tumafaciens
Mampu memasukkan plasmidnya ke dalam tanaman
Sehingga tanaman menghasilkan fitohormon yang menstimulasi
pertumbuhan dan pembelahan sel menjadi tumor
Contoh transfer gen dari prokariot ke eukariot
(39)
(40)
Kemampuan agrobacterium dimanfaatkan untuk memasukkan gen-gen asing ke
dalam tanaman
Agrobacterium bertindak sebagai
‘pembawa gen asing’
Kultur jaringan digunakan untuk
menumbuhkan tanaman yang sudah diubah susunan genetisnya
(41)
NEXT WEEK
(1)
B. Rekayasa Genetika
(Genetic Engineering)
Tujuannya sama dengan metode konvensional
Untuk menghasilkan tanaman dengan sifat-sifat yang dinginkan manusia
Menggunakan teknologi yang dapat
menggabungkan gen-gen dari spesies atau genus yang berbeda
(2)
The ‘natural’ genetic engineer
Bakteri Agrobacterium tumafaciens
dianggap sebagai organisme yang mampu
‘mengubah’ sifat genetis tanaman secara
alami
Bakteri tsbt hidup di tanah dan menyebabkan pertumbuhan kalus
Agrobacterium tertarik pada senyawa yang dihasilkan saat tanaman terluka
(3)
Agrobacterium tumafaciens
Mampu memasukkan plasmidnya ke dalam tanaman
Sehingga tanaman menghasilkan fitohormon yang menstimulasi
pertumbuhan dan pembelahan sel menjadi tumor
Contoh transfer gen dari prokariot ke eukariot
(4)
(5)
Kemampuan agrobacterium dimanfaatkan untuk memasukkan gen-gen asing ke
dalam tanaman
Agrobacterium bertindak sebagai
‘pembawa gen asing’
Kultur jaringan digunakan untuk
menumbuhkan tanaman yang sudah diubah susunan genetisnya
(6)